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博碩士論文 etd-0708116-154902 詳細資訊
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論文名稱
Title
以次氯酸洗滌法去除金屬熱處理排氣異味之研究
Scrubbing of waste gas from heat treatment of metal for odor removal by HOCl solution
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
98
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2016-07-25
繳交日期
Date of Submission
2016-08-09
關鍵字
Keywords
次氯酸洗滌、臭氧洗滌、金屬熱處理、淬火油、異味控制
ozone, sodium hypochlorite, chemical scrubbing, odor control, fumes, quench oil
統計
Statistics
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中文摘要
近年來國人生活品質提高,尤以居家環境更甚,空氣污染、噪音及異味陳情案件逐年升高,本研究試驗替代污染防制方法以處理金屬熱處理排氣伴隨之異味為目標。
試驗用廢氣以廢淬火油5-20 g、烘烤溫度200-250 oC產生,氣體1-2 L/ min流量注入洗滌系統。洗滌系統為兩個含600毫升液體之洗滌瓶串聯。處理試驗系統分別使用「臭氧(濃度5及20 ppm)氧化串聯鹼性過氧化氫(H2O2)溶液(pH控制在>12及3 %過氧化氫)」及「次氯酸鈉(pH控制在6.0-6.5及餘氯16-240 mg/L)氧化串聯鹼性過氧化氫(H2O2)溶液(pH控制在>12及495-3,300 mg/L過氧化氫)」,去除排氣中總碳氫化合物(THC)及異味。
結果顯示,當進氣(含23-80 ppm THC as CH4)加入5-20 ppm臭氧,經臭氧氧化洗滌無法有效去除異味;當進氣(含THC 10.9 mg/m3 as CH4)經次氯酸水溶液(有效氯240 mg/L,pH 6.0)及過氧化氫溶液(495 mg/L,pH>12)時能有效去除異味,THC去除率達76.3 %。經濟評估顯示,每1,000 m3廢氣處理耗用12 %有效氯漂白水0.56 kg (台幣3.64元),35 %過氧化氫0.00793 kg(台幣0.127元),45 % NaOH 0.0145 kg (台幣0.145元),合計台幣3.91元。
Abstract
This study aimed at the chemical oxidation of odorants accompanying the gases vented from oil-quenching operations in heat-treatment processes for metals.
Waste gas samples for test were collected from the vent hole of an oven which contains 5-20 g of a wasted quench oil sample heated to 200-250oC. This study used hypochlorous acid (HOCl) solution (pH 6.0-6.5 and residual chlorine 16-240 mg/L) in series with alkaline hydrogen peroxide (H2O2) solution (pH>12 and H2O2 495-3,300 mg/L) in a two-stage scrubbing process to remove total hrdrocarbons (THC) and the associated odors from the tested gas. Laboratory scrubbing bottles with a liquid volume of 600 mL were used with the test gas injected into the system at a rate of 1-2 L/min at 25oC. In addition, ozone (5 and 20 ppm in the test gas) was used as an oxidant instead of hypochlorous acid in the first-stage scrubber and followed by the second scrubber solution (pH>12 and H2O2 35,000 mg/L).
Results indicate that by purging the test gas through a solution with an available chlorine of 240 mg/L at an adjusted pH of 6.0 for oxidation of the absorbed odorous compounds, and followed through a solution with pH >12.0 and 495 mg/L H2O2 for absorption and reduction of chlorine in the exhaust gas from the oxidation liquid, around 78% of THC 10.9 mg/m3 (expressed as methane equivalent) and the associated odorous compounds were removed. 5 and 20 ppm ozone in the test gas was not able to remove the odor.
Estimations indicate that it requires around 0.56, 0.00793, and 0.0145 kg sodium hypochlorite solution (12% available Cl2), hydrogen peroxide solution (35% H2O2), and sodium hydroxide solution (45% NaOH), respectively, for scrubbing 1,000 Nm3 of the exhaust gas. The chemicals cost a total of approximately USD 0.13.
目次 Table of Contents
謝誌 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 v
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 前言 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究目的與內容 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 金屬熱處理介紹 3
2-1-1 金屬熱處理定義及流程 3
2-1-2 廢氣污染來源與處理 4
2-2 揮發性有機物 5
2-2-1 VOCs來源及危害 5
2-2-2 VOCs防制技術 6
2-3 異味概述 8
2-3-1 異味來源 8
2-3-2 異味規範及陳情現況 13
2-3-3 異味官能測定 16
2-3-4 異味處理技術 19
2-4 氧化還原洗滌技術除臭 21
2-4-1 濕式洗滌概述 21
2-4-2 氧化還原洗滌除臭原理 21
2-4-3 化學洗滌之氧化劑 24
2-5 臭氧洗滌及次氯酸洗滌有關文獻彙整 28
第三章 研究方法與設備 32
3-1 研究方法與架構 32
3-1-1 研究規劃流程 32
3-2 實驗方法與設備 34
3-2-1 廢氣來源 34
3-2-2 過氧化氫洗滌 35
3-2-3 臭氧氧化洗滌 37
3-2-4 次氯酸鈉洗滌 39
第四章 結果與討論 41
4-1 金屬熱處理廢氣特性 41
4-2 過氧化氫洗滌試驗 43
4-3 臭氧洗滌試驗 45
4-4 次氯酸洗滌試驗 48
4-4-1 不同有效氯濃度(16、21.7 mg/L)洗滌液 48
4-4-2 不同進氣流量(1、2 L/min)試驗 51
4-4-3 不同烘箱溫度(200、250 oC)試驗 54
4-4-4 以最佳參數進行耐久試驗 57
4-5 次氯酸洗滌法經濟評估 64
第五章 結論與建議 65
5-1 結論 65
5-2 建議 66
參考文獻 67
附錄 72
附錄一:過氧化氫洗滌數據 73
附錄二:臭氧洗滌數據 74
附錄三:次氯酸洗滌數據 75
附錄四:三點比較式嗅袋法紀錄 85
參考文獻 References
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